• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.555-559
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• 2009

난류응력은 순간속도성분을 시간평균성분과 편차성분의 합으로 보고 Navier-Stokes 방정식으로부터 Reynolds 방정식을 유도할 때 나타나게 된다. Reynolds 방정식으로부터 수심 적분된 천수방정식을 유도하는 과정에서 시간 평균된 유속성분을 수심 적분된 유속성분과 편차성분의 합으로 본다면, 분산응력 (dispersion stress)이라고 하는 추가적인 새로운 항이 잔류하게 된다. 점성응력, 난류응력, 그리고 분산응력을 통칭하여 유효응력 (effective stress)이라고 한다. 일반적으로 수심에 비해 수로 폭이 넓은 개수로에서는 유효응력이 흐름특성의 수치 근사해에 큰 영향을 미치지 못한다고 가정하여 2차원 수심적분 모형에서 유효응력을 생략하기도 한다. 또한 유효응력을 적용하더라도, 점성응력이 난류응력에 비해 무시할 만큼 작다고 가정하여 난류응력만을 적용하며, 분산응력은 무시된다. 하지만 만곡부에서는 원심력과 편수위로 인한 횡방향 압력의 불균형이 발생하기 때문에, 만곡부의 이차류가 발생되며, 유속의 연직방향 분포도 일정하지 않게 된다. 따라서 본 연구의 목적은 만곡부의 이차류 특성을 수심적분 2차원 모형에 반영하기 위해 분산응력을 고려한 모형의 개발 및 검증이다. 불규칙한 모의영역을 원활히 나타낼 수 있도록 곡선좌표계를 사용하는 여타 모형들과 달리 유한유소법을 이용하여 수치해를 구하며, 따라서 x, y 좌표축을 사용하는 데카르트 좌표계를 사용하여 지배방정식을 나타낸다. 분산응력의 유 무에 따른 수치결과를 Rozovskii의 $180^{\circ}$ 만곡수로 실내실험 자료와 비교하여 개발 모형을 검증한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1717-1726
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• 1991

본 연구에서는 낮은 레이놀즈수 영역에도 적용될 수 있는 레이놀즈응력모델의 개발을 위해, 우선 벽근처 영역에서 사용되는 실험식(벽법칙)을 Hassid와 Poreh에 의 해 개발된 1-방정식모델로 대체하고 이를 레이놀즈응력모델과 접속시키는 방식을 사용 하였다. Hassid-Poreh의 1-방정식모델은 이미 Gibson등에 의해 그 성능이 평가되어 압력구배가 크지 않은 경계층유동의 낮은 레이놀즈수 영역에서 매우 좋은 결과를 보여 줌이 밝혀졌다. 본 연구에서는 곡면위의 난류경계층에 대해 위에서 설명한 바 있는 난류모델을 적용함에 있어 Gillis등과 Gibson등에 의해 실험된, 각각 곡률이 큰 경우 와 작은 경우의 대표적인 유동을 선택하여 모델의 성능을 시험하였다. 1-방정식모델 내에 포함된 길이차원(length scale)에 대해서는 곡률을 고려한 수정이 이루어졌다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.529-537
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• 2006

본 논문에서는 식생된 개수로 흐름의 수치모의에 필요한 항력가중계수의 영향을 분석하였다. 이를 위해 시간 및 공간 평균기법을 이용하여 식생된 개수로 흐름에서 레이놀즈응력의 수송방정식을 유도하였다. 그 결과 총 레이놀즈응력은 시간의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력과 공간상의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력의 합이며, 총 레이놀즈응력의 수송방정식을 수치모의하기 위한 항력가중계수의 값은 $C_{fk}$ = 1.0인 것으로 나타났다. 그러나 시간의 변동 성분에 의한 레이놀즈응력을 수치모의하기 위해서는 거의 영에 가까운 항력가중계수를 갖는 것으로 나타났다. 이는 과거의 수치모의 연구에서 항력가중계수의 값이 거의 영에 가까울 때 실험결과와 잘 일치했는지에 대한 중요한 이유이다. 즉, 공간상의 변동성분에 의한 레이놀즈응력의 값은 실험을 통해 측정하기 매우 어렵기 때문에 식생된 개수로 흐름에서 측정된 레이놀즈응력은 대부분 시간상의 변동성분에 의한 레이놀즈응력이기 때문이다. 또한 레이놀즈응력모형을 이용하여 항력가중계수에 따른 식생된 개수로 흐름을 수치모의하고 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 평균유속과 레이놀즈응력의 경우 항력가중계수의 영향은 작은 것으로 나타났으나, 난류강도 분포에서는 항력가중계수의 영향이 매우 크게 발생하였다. 또한 총 레이놀즈응력과 시간의 변동성분에 의한 레이놀즈응력의 수송방정식에서 각 항의 수지분석을 통하여 항력가중계수가 난류강도에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.248-256
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• 1995

표층밀도분류에 대한 수치계산에서 문제로 되는 것은 자유수면의 처리, 레이놀즈응력/플럭스항, 특히 난류변동성분에 미치는 부력효과 등에 관련된 것이며, 이것에 대한 보다 집중적인 연구가 필요하다. 또한, 농도장이나 온도장에서의 난류변동성분을 측정하는 데 있어서의 어려움으로 인한 실험자료의 부족으로 수치 계산으로부터 얻어진 예측결과의 충분한 검증은 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 2차원 표층밀도분류에 대한 유동특성을 조사하기 위하여 난류의 비등방성을 고려하여 난류응력을 직접 계산하는 대수응력모델을 적용하여 수치계산을 행하고, 그 결과를 실험결과와 비교ㆍ검토하였다. 검토한 결과 대수응력모델은 전 영역모델은 전 영역에서 2차원 표층밀도분류의 유동특성을 양호하게 재현하였으며, 특히 부력효과로 인한 성층화가 발생하는 부력 탁월영역에서 난류유동장의 흐름특성을 합리적으로 예측함을 입증하였다.

• 설비공학논문집
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• 제1권1호
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• pp.21-31
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• 1989

본 연구에서는 경사진 hot-wire probe 의 특성값을 구하고 열선풍속계의 응답식으로부터 수평원통관내에서 3차원 흐름의 속도성분과 난류 강도 그리고 전단 응력을 pitot tube의 결과와 비교 연구하였다. 또한, 속도 및 난류 강도에 관한 유도된 식을 swirling flow에도 적용하여 만족한 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.540-546
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• 1992

본 연구에서는 레이놀즈응력 모델이 곡률효과에 대한 추가적인 수정을 요구하 는 지를 알기 위하여 유선곡률에 의해 영향을 받는 원형 쿠에트 유동에 대해 수치계산 을 수행하고, 이 결과를 측정한 실험치와 비교하였다. 본 연구의 실험에서는 완전 난류 영역에서 난류평균속도와 난류응력성분들을 측정하였다. 수치계산에 있어서는 레이놀즈응력 모델에 대하여 Gibson과 Younis가 곡률효과를 고려해 제안한 새로운 모 델상수를 기존의 모델상수와 함께 적용하여 그 결과를 비교하였다. 계산된 결과를 본 실험의 측정치와 아울러 함께 Smith와 Townsend의 측정치와도 비교하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.8-14
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• 1999

KRISO 3600TEU 콘테이너 이중모형선 주위 유동의 평균속도와 난류성분들을 풍동실험을 통해 실험적으로 연구하였다. 선미와 후류의 여러 단면에서의 속도분포를 x형의 열선 프로우브로 측정하여 평균속도와 레이놀즈 응력, 그리고 난류 운동에너지 등을 구하였다. 선미영역과 후류영역에서의 유동은 매우 복잡한 3차원 유동특성을 보여주고 있다. 측정 결과로부터 주유동 방향의 와 구조의 형성과 이러한 와 유동이 후류의 유동에 미치는 영향을 알 수 있었으며, 하류로 나아감에 따라 전단층 영역이 점차 확장되어짐을 확인하였다. 이와 같은 선체주위 유동의 난류 성분들의 측정은 향후 수치계산 및 정확한 난류모델의 개발에 비교자료로 사용되어질 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.110-120
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• 1986

본 45。충돌분사에서는 충돌분류의 평균속도, 난류강도, 난류전단응력등을 측정분석하여 기 연구발표한 자료를 토대로 하여 난류의 충돌배합이 활발히 일어나는 영역(X/X$_{0}$=2,3,4)에서 충돌분류의 특성을 통계학적으로 측정연구코저 한다. 따라서 각방향으로 발생하는 난류성분을 Gauss의 확률분포식과 비교검토하고, 2차원 결합확률정도선도를 측정도시하여 2방향의 난류성분들의 결합난동형상을 온라인 컴퓨 터 시스템에 의하여 분석할 계획이다. 또한 난류성분의 고차모멘트를 측정하여 비대칭도와 편평도등도 연구 구명코저 한다.다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제8권1호
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• pp.28-36
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• 1996

조류와 취송류의 비선형 상호작용에 대한 연직확산계수의 영향을 점모형을 이용하여 살펴보았다. q$^2$-q$^2$1 난류모형을 난류운동에너지의 생성과 감쇄가 균형을 이룬다는 가정 하에 단순화한 0-방정식 난류모형을 도입하고 마찰수심의 영향을 적절히 반영하도록 수정하여 연직확산계수를 산정하였다. 0-방정식 난류모형의 유도과정과 전향력 항이 포함됨으로써 공진이 발생될 수 있음을 제시하였다. 왕복성 수면경사력과 바람응력이 복합된 경우, 고려된 바람응력에 의한 조류 진폭의 변화는 무시할만한 크기였으나, 왕복성 수면경사력만에 의해서는 발생되지 않았던 2배조의 조류 성분이 파생되었다. 취송류의 연직구조는 조류에 의한 배경난류가 지배적인지의 여부에 따라 상당한 차이를 보였다. 따라서 황해와 같이 강한 조류가 존재하는 해역의 취송순환을 파악함에 있어 조류에 의한 배경난류를 무시할 경우는 실제와는 상당히 다른 결과가 나타날 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.230-240
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• 1990

본 연구에서는 원형제트의 천이영역에서 속도신호를 측정하고 이로부터 간헐 도와 간헐주파수를 구하며 이를 사용한 지역평균법으로 난류특성량들을 구하여 천이영 역에서의 난류구조를 해석하고 난류 모델링을 위해 필요한 기초자료를 제공하고자 한 다. 난류강도, 레이놀즈응력, 속도성분의 3차상관 관계등의 레이놀즈평균과 지역평 균들을 제시하였고, 편평도, 비대칭도등의 통계학적인 해석과 확산항에 대한 검토도 행하였다.